题型三 有机合成路线的设计-备战2024年高考化学答题技巧与模板构建

题型三 有机合成路线的设计 合成路线设计是近几年高考对及有机化学基础重要考查形式，且为必考的重点难点，属于热点问题，以有机化合物的性质与结构知识为考查的载体，设计合成路线有利于培养学生的思维能力、分析问题的能力等，能更全面地考查考生的综合素质和能力。体现“科学态度与社会责任”的化学核心素养。掌握常见有机化合物的性质与结构是答题的关键，注意基础知识的理解掌握和灵活运用。 表达方式 A B C…… →D 总体思路 根据目标分子与原料分子的差异构建碳骨架和实现官能团转化 设计关键 信息及框图流程的运用 常用方法 正向合成法 从某种原料分子开始，对比目标分子与原料分子的结构(碳骨架及官能团)，对该原料分子进行碳骨架的构建和官能团的引入(或者官能团的转化)，从而设计出合理的合成路线，其思维程序为 逆向合成法 从目标分子着手，分析目标分子的结构，然后由目标分子逆推出原料分子，并进行合成路线的设计，其思维程序为 正逆双向合成法 采用正推和逆推相结合的方法，是解决合成路线题的最实用的方法，其思维程序为 一、有机物之间的转化 1．直线型转化：(与同一物质反应) 醇醛羧酸 乙烯乙醛乙酸 炔烃烯烃 烷烃 2．交叉型转化 淀粉 葡萄糖 麦芽糖 蛋白质 氨基酸 二肽 醇 酯 羧酸 醛 卤代烃 烯烃 醇 二、官能团的引入 1．引入或转化为碳碳双键的三种方法 醇的消去反应引入 CH3CH2OHCH2==CH2↑＋H2O 卤代烃的消去反应引入 CH3CH2Br＋NaOHCH2==CH2↑＋NaBr＋H2O 炔烃与H2、HX、X2的不完全加成反应 CH≡CH＋H2CH2==CH2，CH≡CH＋Br2CHBr==CHBr CH≡CH＋HClCH2==CHCl 2．引入碳卤键的三种方法 烷烃、苯及其同系物与卤素单质发生取代反应 CH3CH3＋Cl2HCl＋CH3CH2Cl(还有其他的卤代烃) ， 不饱和烃与卤素单质、卤化氢的加成反应 CH2==CHCH3＋Br2CH2Br—CHBrCH3 CH≡CH＋HClCH2==CHCl CH2==CHCH3＋HBrCH3—CHBrCH3 醇与氢卤酸的取代反应 R—OH＋HXR—X＋H2O 3．引入羟基的四种方法 烯烃与水加成生成醇 CH2==CH2＋H2OCH3CH2—OH 卤代烃的碱性水解成醇 CH3CH2—Br＋NaOHCH3CH2—OH＋NaBr 醛或酮与氢气加成生成醇 酯水解生成醇 CH3COOCH2CH3＋H2OCH3COOH＋CH3CH2OH 4．引入碳氧双键(醛基或羰基)的方法 醇的催化氧化生成醛(酮) 2CH3CH2CH2OH＋O22CH3CH2CHO＋2H2O 连在同一个碳上的两个羟基脱水 含碳碳三键的物质与水加成 5．引入羧基的2种方法 醛基氧化 2CH3CHO＋O22CH3COOH 酯、肽、蛋白质、羧酸盐的水解 CH3COOCH2CH3＋H2OCH3COOH＋CH3CH2OH 三、官能团的消除 1．通过加成反应可以消除不饱和键(碳碳双键、碳碳三键、苯环等) 如：CH2==CH2在催化剂作用下与H2发生加成反应 2．通过消去、氧化或酯化反应等消除羟基 如：CH3CH2OH消去生成CH2==CH2，CH3CH2OH被氧化生成CH3CHO 3．通过加成或氧化反应等消除醛基 如：CH3CHO被氧化生成CH3COOH，CH3CHO被H2还原生成CH3CH2OH 4．通过水解反应消除酯基()、肽键、卤素原子 如：CH3COOC2H5在酸性条件下水解生成CH3COOH和C2H5OH 5．通过消去反应或水解反应消除卤素原子 如：CH3CH2Br在NaOH醇溶液中发生消去反应生成乙烯和溴化钠，在NaOH水溶液中发生水解反应生成乙醇和溴化钠 四、官能团的改变 1．通过某些化学途径使一个官能团变成两个 a．CH3CH2OHCH2==CH2CH2XCH2XCH2OHCH2OH b．CH2==CHCH2CH3CH3CHXCH2CH3CH3CH==CHCH3CH3CHXCHXCH3CH2==CHCH==CH2 2．利用官能团的衍生关系进行衍变 如：R—CH2OHR—CHOR—COOH 3．通过某些手段改变官能团的位置 如：CH3CHXCHXCH3H2C==CHCH==CH2CH2XCH2CH2CH2X 五、官能团的保护与恢复 1．碳碳双键：易与卤素单质加成，易被氧气、臭氧、双氧水、酸性高锰酸钾溶液氧化 方法：在氧化其他基团前可以利用其与HCl等的加成反应将其保护起来，后再利用消去反应转变为碳碳双键 如： 2．酚羟基：易被氧气、臭氧、